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紅外無損檢測原理及方法

紅外無損檢測是通過測量熱流或是熱量來鑒定金屬或是非金屬材料質量、探測內部缺陷的。如果向一試塊表面注入一定熱流 , 則其中一部分熱流必然向試樣內部擴散 , 其擴散速度取決于試樣的熱物理性質 , 并可通過試樣表面的溫度分布顯示出來。

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對無缺陷均勻試樣而言 , 當熱流均勻穩定地注入其表面后 , 熱流能夠均勻地向內部擴散和從表面擴散 , 因而試樣表面溫度場也是均勻分布的。對于內部含有隔熱性缺陷的非均勻試樣而言 , 當均勻注入熱流向試樣內部擴散時 , 因在缺陷處受阻 , 形成熱量堆積反映到試樣表面的溫度場 , 在相應的部位將出現溫度比較高的局部“熱區 ”。對于內部含有良好導熱性缺陷的非均勻試樣而言 , 將使注入熱流更快地向體內擴散或傳遞 , 相應地在試樣表面溫度場中形成比周圍溫度稍冷的“冷區 ”。

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由此可見 ,不論試樣內部存在哪種缺陷 , 當熱流注入時 , 都會在含有缺陷的試樣表面位置與無缺陷表面位置之間產生溫差 , 并且這個溫差的大小不僅取決于試樣本度材料的熱物理性質 , 也取決于缺陷的熱物理性質、幾何尺寸及其距表面的嘗試由于有與無缺陷部位的表面間局部溫差的存在 , 則表面的紅外輻射強度必然出現差異。利用紅外成像方法很容易地檢測出溫度的變化情況 , 從而可判定出缺陷的情況。

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紅外無損檢測的方法可分為被動式檢測法和主動式檢測法兩大類。被動式則是利用物體自身

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的熱輻射作用輻射源 , 探測其輻射的強弱和分布情況 , 判斷物體內部有無缺陷。主動式是人為地在被測物體上注入 ( 或移出 ) 固定熱量 , 探測物體表面熱量或熱流變化規律 , 并以此分析判斷物體質量。現在廣泛采用的大多是主動式檢測法。

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